CN114286918A - 具有可加热和可冷却的格的制冷器具 - Google Patents

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CN114286918A CN202080059921.9A CN202080059921A CN114286918A CN 114286918 A CN114286918 A CN 114286918A CN 202080059921 A CN202080059921 A CN 202080059921A CN 114286918 A CN114286918 A CN 114286918A
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Abstract

本发明涉及一种制冷器具，尤其是家用制冷器具，其包括压缩机(6)、液化器(10)、至少一个第一蒸发器(19)、从所述第一蒸发器(19)延伸至所述压缩机(6)的抽吸管路(20)、至少一个在液化器运行与蒸发器运行之间能切换的换热器(15a)以及用于将所述换热器(15a)在蒸发器运行状态与液化器运行状态之间切换的阀组件，在所述蒸发器运行状态下，所述能切换的换热器(15a)的入口经由第一节流部位与所述液化器(10)连接并且所述能切换的换热器(15a)的出口与所述第一蒸发器(19)连接，在所述液化器运行状态下，所述能切换的换热器(15a)的出口经由第二节流部位与所述蒸发器(19)连接。所述能切换的换热器(15a)配属有用于在所述蒸发器运行状态下供应制冷剂的第一供应管路(14a)和与所述第一供应管路(14a)分开的、用于在所述液化器运行状态下供应制冷剂的第二供应管路(25a)，并且仅所述第一供应管路(14a)与所述抽吸管路(20)连接成内部换热器(23)。

Description

具有可加热和可冷却的格的制冷器具
技术领域
本发明涉及一种制冷器具、尤其家用制冷器具，其具有至少一个格，所述格根据使用者的选择而定能够保持在低于或高于周围环境温度的运行温度上，以便例如对食物进行冷却或者将食物保温以用于不久后的食用。
背景技术
在申请人已知的制冷器具中实现运行温度的这种变化性，其方式是，在压缩机的出口之间的制冷剂回路中，液化器、第一可控节流部位、可变格的换热器、第二可控节流部位和被冷却的格的第一蒸发器串联连接。在可变格的冷却运行中，第一可控节流部位处的压降较大，使得仅在液化器中发生冷凝，并且可变格的换热器也作为蒸发器工作；在加热运行中，压降基本上发生在第二节流部位处，使得制冷剂也在换热器中冷凝并且在此释放热量。为了确保足够的热量到达换热器，液化器被强制通风，并且液化器的通风器的功率与冷却运行相比可以被减小，以便控制到达换热器的制冷剂蒸汽的量并且因此控制换热器的加热功率。
在加热运行期间在液化器中积存的液态制冷剂应当与换热器保持远离；因此，传统的制冷器具在液化器下游设置有设计为分离器的分支，该分支分离出液态制冷剂，以便在与换热器并行布置的第二蒸发器中使用该液态制冷剂。
将液态制冷剂供应至第二蒸发器的管路与从第一蒸发器的出口引导至压缩机的入口的抽吸管路形成内部换热器，在该内部换热器中，液态制冷剂在与被抽吸的制冷剂蒸汽的热接触中冷却。如果由于可变格的加热运行液态制冷剂的质量流过小，则可能出现如下情况：在到达第二蒸发器时，液态制冷剂的温度低于其蒸发温度，并且至少在第二蒸发器的一部分中不发生蒸发；此外，在到达压缩机时，制冷剂蒸汽的温度可能仍低到使得水蒸汽在抽吸管路上冷凝，这不仅损害了制冷的效率，而且还可能导致电气问题和腐蚀。
因此，需要一种制冷器具，其具有至少一个可在加热或冷却运行中使用的格；其中，结露危险降低并且效率提高。
发明内容
为了满足该需求设置一种制冷器具、尤其是家用制冷器具，其具有压缩机、液化器、至少一个第一蒸发器、从第一蒸发器延伸至压缩机的抽吸管路、至少一个在液化器运行和蒸发器运行之间能切换的换热器以及用于将切换换热器在蒸发器运行状态与液化器运行状态之间的阀组件，在所述蒸发器运行状态下，能切换的换热器的入口经由第一节流部位与液化器连接并且能切换的换热器的出口与蒸发器连接，在所述液化器运行状态下，能切换的换热器的出口经由第二节流部位与蒸发器连接，能切换的换热器配属有用于在蒸发器运行状态下供应制冷剂的第一供应管路和与第一供应管路分开的、用于在所述液化器运行状态下供应制冷剂的第二供应管路，并且仅第一供应管路与所述抽吸管路连接成内部换热器。
因此，对通过内部换热器到达能切换的换热器的制冷剂的预冷却局限于蒸发器运行状态的情况，而在液化器运行状态的情况中，在到达可切换换热器之前排除制冷剂的液化。
为了能够相应于蒸发器运行状态和液化器运行状态在很大程度上改变能切换的换热器与第一蒸发器之间的压降，优选地将受控的膨胀阀设置为两者之间的第二节流部位。
为了避免在能切换的蒸发器上可用的加热管路由于通过液化器的散热而损失，能切换的蒸发器在液化器运行状态下与液化器并联连接。因此，制冷剂可以在离开压缩机之后直接被供应给能切换的蒸发器，而不存在通过液化器放出热量的机会。
框架加热装置可以连接在液化器和能切换的换热器的共同的上游，或者框架加热装置可以与液化器串联地、与能切换的换热器并行地布置。
在第一供应管路上应当设置截止阀，以便能够在液化器运行状态下截止第一供应管路。
制冷器具优选包括至少两个能切换的换热器，这些换热器能够彼此独立地在蒸发器运行状态和液化器运行状态之间切换。如果这些换热器分别配属于制冷器具的不同大小的格，则使用者可以在能够在液化器运行状态下使用的区域的不同的容积之间进行选择。
优选地，这些格之一的容积在另一个格的容积的150％与250％之间。
为了控制对能切换的蒸发器的供给，阀组件可以包括换向阀，该换向阀在蒸发器运行状态下关闭，并且该换向阀在能切换的换热器中的至少一个换热器的液化器运行状态下将相关换热器的入口至少暂时地与压缩机的出口连接。
此外，优选借助于所述换向阀，阀组件能够有节拍地在第一打开位态与第二打开位态之间切换，在所述第一打开位态中，阀组件将压缩机的出口与第一换热器的入口连接，在所述第二打开位态中，阀组件将压缩机的出口与第二换热器的入口连接。在此，有节拍的切换应理解为周期性的切换，其中，周期足够短，以便能够同时在两个能切换的换热器中实现冷凝。
第二蒸发器可以串联地连接在第一蒸发器上游，并且与至少一个能切换的换热器并联连接，以便能够同时利用至少一个能切换的换热器在液化器的运行状态下的运行还将一个格冷却。
当第一蒸发器和第二蒸发器经由第三节流部位连接时，第二蒸发器的温度能够被调设成比第一蒸发器的温度高，以便将两个蒸发器的格保持在不同的运行温度上。典型地，能够以这种方式来实现普通冷藏格和冷冻格；其他的组合、例如普通冷藏格和冷存格的组合或者冷存格和冷冻格的组合当然也是可能的。
第一蒸发器与第二蒸发器之间的连接管路可以与抽吸管连接成内部换热器的区段，尤其是，该区段可以直接连接到第一蒸发器的出口，以便在制冷剂蒸气到达内部换热器的第二区段之前引起在抽吸管路中循环的制冷剂蒸气的第一加热，在所述第二区段中发生与第一供应管路的热交换。
为了能够使第一和第二蒸发器的格之间的温度差与需求相匹配，第三节流部位也优选包括受控的膨胀阀。
附图说明
本发明的其它特征和优点由以下参照附图对实施例的说明得出。
图1示出根据本发明的制冷器具的框图。
具体实施方式
图1的制冷器具在隔热的壳体中包括冷的被冷却的格1(典型地冷冻格)、热的被冷却的格2(典型地普通冷藏格)以及灵活的、即能选择性地冷却和加热的第一和第二格3、4。
从压缩机6的出口5出发的制冷剂管路7通过分支8首先到达框架加热装置9和液化器10。液化器10可以为了控制其功率配属有通风器26。在液化器10下游的另一分支11处，制冷剂管路7分叉成三个支路12a-c。在每个支路12a-c中前后相继地包括：阀13a-c、可构造为毛细管的供应管路14a-c、换热器15a、15b或蒸发器15c以及受控的膨胀阀16a-c。换热器15a、15b分别与格3、4之一热接触，蒸发器15c与格2接触。在蒸发器15c与换热器15a、b之间不必存在结构差异；两者可以是相同的或仅在其尺寸上彼此不同。通常，换热器15a、b和蒸发器15c实施为本身已知的结构类型的片式换热器，其中，分别将多个彼此平行的片组合成一个区块，冷却剂管路7曲折地与这些片交叉，并且空气在这些片之间的间隙中循环，并且每个片式换热器配属有通风器17a-c，所述通风器控制空气循环的强度并且因此控制与分别配属的格2、3或4交换的热功率。
在膨胀阀16a-c下游，这三个支路12a-c在汇合部18处汇集。汇合部18可以位于将格1冷却的蒸发器19的、上游；优选地，该汇合部本身位于蒸发器19中，也就是说，蒸发器19具有用于每个支路12a-c的各一个入口。类似于通风器17a-c，蒸发器19也配属有通风器27。
抽吸管路20从蒸发器19的出口中延伸到压缩机6的入口21。抽吸管路20与支路12c的位于蒸发器15c下游的连接管路22以及与供应管路14a-c形成内部换热器23，在该内部换热器中，在抽吸管路20中循环的制冷剂蒸汽首先与连接管路22热接触、随后与供应管路14a-c热接触地被加热。为此目的，连接管路22和供应管路14a-c可以固定在抽吸管路20的表面上或者在其内部被引导。
换向阀24的入口连接到分支8上。换向阀24具有分别通过供应管路25a或25b与换热器15a或15b的入口连接的出口，并且该换向阀能够在关闭位态、朝向换热器15a的打开位态和朝向换热器15b的打开位态之间切换。
利用上述结构，可以实现多种运行状态：
在第一运行状态下，朝向换热器15a的打开位态和换向阀24的关闭位态相互交替，阀13a关闭，并且膨胀阀16a被控制，以便维持换热器15a与蒸发器19之间的高的压力差。因此，在换向阀24的每个打开阶段中，换热器15a被加载来自压缩机6的热的、紧密的制冷剂，并且在换热器15a中发生的冷凝将格3加热。也就是说，第一运行状态是换热器15a的液化器运行状态。
在此，在换热器15a中液化的制冷剂通过膨胀阀16a到达蒸发器19中、在那里再次蒸发并且因此将格1冷却。
在换向阀24的每个关闭阶段中，紧密的制冷剂蒸汽到达液化器10中并且在液化器10中冷凝。这样得到的液态制冷剂通过阀13b、13c分配给供应管路14b、14c或者说换热器15b和蒸发器15c，从而在那里发生蒸发并且将格2、4冷却，也就是说，对于换热器15b，第一运行状态是蒸发器运行状态。在换热器15b或蒸发器15c中未消耗的液态制冷剂通过膨胀阀16b、16c之一到达蒸发器19并且因此有助于格1的冷却。
在格3中释放的加热功率的大小(或其运行温度)一方面通过阀13a的朝向换热器15a的打开位态的占空比来确定，另一方面通过通风器17a的转速确定；该通风器越慢地运行，则冷凝越慢，并且(尽管阀13a打开)越少的制冷剂蒸汽能够补充流入到换热器15a中，因此越多的制冷剂蒸汽必须占据经由液化器10的路径。
因此，经过压缩机10的质量流随着时间变化，并且输送管路14b、14c上的压降也随着该质量流变化。然而，为了能够将换热器15b和蒸发器15c保持在期望的蒸发压力上，建议使用受控的膨胀阀作为阀13a-c，所述阀不仅能够根据需要截止其支路12a-c，而且能够在打开状态下维持预给定的压力差。
但也可以考虑，容许换热器15b和蒸发器15c中的蒸发压力的伴随变化的质量流出现的波动，并且保持格2、4的运行温度恒定，其方式是，通风器17b、17c的转速在蒸发温度降低时减小或在蒸发温度升高时增大。
因此，在第一运行状态下，可以维持格1、2、4中的低于周围环境温度的不同运行温度，其中，格2的运行温度可以高于或低于格4的运行温度。不仅流入蒸发器15c的制冷剂而且从该蒸发器流出的制冷剂都流经内部换热器23；类似的是在通往换热器15b的路径上的制冷剂，使得不需要将其热量用于加热格的所有制冷剂都流经内部换热器23。
类似的情况适用于第二运行状态，在该第二运行状态下，换向阀24的朝向换热器15b的打开位态和关闭位态相互交替并且阀13b关闭，从而使得格4被加热并且格3被冷却，也就是说，第二运行状态是用于换热器15a的蒸发器运行状态并且是用于换热器15b的液化器运行状态。
格3、4大小不同，因此使用者可以根据要保温的物品的空间需求在第一和第二运行状态之间进行选择。例如，格3的容积可以在格4的容积的150％至250％之间，或者反之亦然。
在第三运行状态下，换向阀24的朝向换热器15a的打开位态、朝向换热器15b的打开位态和关闭位态相互交替。两个格2、3均被加热，即两个换热器15a、15b处于液化器运行状态。因为两个阀13a、13b都关闭，所以不通过供应管路14a、14b在内部换热器23中发生热交换；只有流经蒸发器15c的流可用于预热抽出的制冷剂。通过向换热器15a或向换热器15b打开的阶段的占空比，可以控制分摊到每个格3、4上的加热功率并且可以在期望时为两个格3、4调设不同的运行温度。
在第四运行状态下，换向阀24持久地处于关闭位态中。阀13a、13b打开，换热器15a、15b处于蒸发器运行状态，并且将格3、4冷却。在通往换热器15a、15b的路径上的制冷剂流经供应管路14a、14b并且因此也流经内部换热器23。
因此，一方面，当换热器15a或15b在液化器运行模式中工作时，避免了在到达所述换热器之前制冷剂的热损失和冷凝；另一方面，在蒸发器运行模式中实现了高的效率。
附图标记列表
1 格
2 格
3 格
4 格
5 出口
6 压缩机
7 制冷剂管路
8 分支
9 框架加热装置
10 液化器
11 分支
12a-c 支路
13a-c 阀
14a-c 供应管路
15a-c 换热器/换热器/蒸发器
16a-c 膨胀阀
17a-c 通风器
18 汇合部
19 蒸发器
20 抽吸管路
21 入口
22 连接管路
23 内部换热器
24 换向阀
25a-c 供应管路
26 通风器

Claims (12)

1.一种制冷器具、尤其是家用制冷器具，其具有压缩机(6)、液化器(10)、至少一个第一蒸发器(19)、从所述第一蒸发器(19)延伸至所述压缩机(6)的抽吸管路(20)、至少一个在液化器运行与蒸发器运行之间能切换的换热器(15a)以及用于将所述换热器(15a)在蒸发器运行状态与液化器运行状态之间切换的阀组件，在所述蒸发器运行状态下，所述能切换的换热器(15a)的入口经由第一节流部位与所述液化器(10)连接并且所述能切换的换热器(15a)的出口与所述第一蒸发器(19)连接，在所述液化器运行状态下，所述能切换的换热器(15a)的出口经由第二节流部位与所述蒸发器(19)连接，其特征在于，所述能切换的换热器(15a)配属有用于在所述蒸发器运行状态下供应制冷剂的第一供应管路(14a)和与所述第一供应管路(14a)分开的、用于在所述液化器运行状态下供应制冷剂的第二供应管路(25a)，并且仅所述第一供应管路(14a)与所述抽吸管路(20)连接成内部换热器(23)。
2.根据权利要求1所述的制冷器具，其特征在于，所述第二节流部位包括受控的膨胀阀(16a)。
3.根据权利要求1或2所述的制冷器具，其特征在于，所述能切换的换热器(15a)在所述液化器运行状态下与所述液化器(10)并联连接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的制冷器具，其特征在于，所述阀组件包括在所述第一供应管路(14a)上的能截止的阀(13a)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的制冷器具，其特征在于，所述制冷器具包括两个能切换的换热器(15a、15b)，所述两个能切换的换热器能够彼此独立地在蒸发器运行状态与液化器运行状态之间切换。
6.根据权利要求5所述的制冷器具，其特征在于，所述两个能切换的换热器(15a、15b)布置成用于加热或冷却第一格和第二格(3、4)，并且所述第一格(3)的容积在所述第二格(4)的容积的150％与250％之间。
7.根据权利要求5或6所述的制冷器具，其特征在于，所述阀组件包括换向阀(24)，所述换向阀在所述蒸发器运行状态下关闭，并且所述换向阀在所述能切换的换热器(15a、15b)中的至少一个换热器的液化器运行状态下将相关换热器(15a、15b)的入口至少暂时地与所述压缩机(6)的出口(5)连接。
8.根据权利要求5、6或7所述的制冷器具，其特征在于，所述阀组件能够有节拍地在第一打开位态与第二打开位态之间切换，在所述第一打开位态中，所述阀组件将所述压缩机(6)的出口(5)与第一换热器(15a)的入口连接，在所述第二打开位态中，所述阀组件将所述压缩机(6)的出口(5)与第二换热器(15b)的入口连接。
9.根据前述权利要求中任一项所述的制冷器具，其特征在于，第二蒸发器(15c)串联地连接在所述第一蒸发器(19)上游并且与至少一个能切换的换热器(15a、b)并联连接。
10.根据权利要求9所述的制冷器具，其特征在于，所述第一蒸发器(19)和所述第二蒸发器(15c)通过第三节流部位连接。
11.根据权利要求10所述的制冷器具，其特征在于，所述第三节流部位包括受控的膨胀阀(16c)。
12.根据权利要求9、10或11所述的制冷器具，其特征在于，所述第一蒸发器(19)与所述第二蒸发器(15c)之间的连接管路(22)与抽吸管(20)连接成所述内部换热器(23)的区段。
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